DE1274298B - Mechanisches Handhbaungsgeraet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES -^VWS PATENTAMT Int. Cl.:

B66c

AUSLEGESCHRIFT

	B 25 j G21c
Deutsche Kl.	35 b-6/25
Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag:	1 274 298 P 12 74 298.2-22 (C 35763) 4. Mai 1965
Auslegetag:	!.August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Handhabungsgerät mit einem aus mehreren unabhängig voneinander betätigbaren Teilen bestehenden Arbeitsarm, einem Bedienungsarm und einem aus mehreren ineinandergeführten, gegeneinander verdrehbaren, koaxialen Rohren bestehenden, senkrecht zu den Armen verlaufenden, eine zwischen den Armen und in einer zu diesen parallelen Ebene liegende Schutzwand abgedichtet durchquerenden Verbindungsstück.

Handhabungsgeräte dieser Art dienen dazu, im Inneren eines durch die Schutzwand abgeschlossenen Raumes, der von einer gefahrbringenden, beispielsweise radioaktiven Atmosphäre erfüllt ist, Arbeiten auszuführen, ohne daß dadurch eine Beeinträchtigung der Abdichtung des Raumes gegenüber der äußeren Umgebung zu befürchten steht. Entsprechend dieser Zielsetzung verlangt man von diesen Handhabungsgeräten zweierlei: Zum einen soll der im Inneren des Arbeitsraumes bewegliche Arbeitsarm eine möglichst ao große Bewegungsfreiheit haben, sich sehr genau und mit einem geringen Kraftaufwand steuern lassen und schließlich auch, wie das ganze Handhabungsgerät überhaupt, einen einfachen Aufbau aufweisen. Zum anderen soll aber auch der Ausbau des Arbeitsarmes as etwa zu Wartungs- oder Reparaturzwecken ohne größere Montagearbeiten möglich sein. Diese beiden Forderungen widersprechen einander in gewissem Umfang, so daß es bisher noch nicht gelungen ist, ein Handhabungsgerät zu schaffen, das beiden Förderungen in gleicher Weise gerecht wird.

So beschreibt die französische Patentschrift 1257 821 ein Handhabungsgerät, bei dem sich die Arbeitsbewegungen des Arbeitsannes jeweils in einer zu der Schutzwand parallelen Ebene vollziehen und der Zugang zu außerhalb dieser Ebene liegenden Punkten des abgeschlossenen Raumes dem Greifer am Ende des Arbeitsarmes dadurch ermöglicht wird, daß das Verbindungsstück und mit ihm der Bedienungsarm und der Arbeitsarm senkrecht zu der Schutzwand verschoben werden. Dadurch lassen sich für die Übertragung der Steuerkräfte vom Bedienungsarm auf den Arbeitsarm sehr einfache Übertragungselemente verwenden, indem man das Verbindungsstück zwischen den beiden Armen aus mehreren ineinandergeführten, gegeneinander verdrehbaren, koaxialen Rohren aufbaut, von denen jedes zur Übertragung einer anderen Steuerkraft dient. Auf diese Weise ist auch ohne Schwierigkeit jegliche gegenseitige Abhängigkeit einer Steuerbewegung von einer anderen zu vermeiden, so daß eine sehr feine und präzise Einstellung des Arbeitsarmes und seines Mechanisches Handhabungsgerät

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,

8000 München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Rene Le Guennec, Villepreux, Seine-et-Oise

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 5. Mai 1964 (973 432)

Greifers ermöglicht wird. Günstig ist es weiter, daß die Hebelarme auf der Bedienungsseite und auf der Arbeitsseite der Schutzwand in gleicher Größe vorliegen, was den Kraftbedarf auf der Steuerseite klein hält.

Das in der französischen Patentschrift 1257 821 beschriebene Handhabungsgerät zeichnet sich also einerseits durch einen einfachen Aufbau und andererseits durch einen geringen Bedarf an Steuerkräften aus, sein Nachteil liegt jedoch darin, daß es sich nur schwer ausbauen und aus dem abgeschlossenen Raum entfernen läßt, wenn dies zum Ersatz etwa im Laufe der Zeit schadhaft und reparaturbedürftig gewordener Teile erforderlich wird. Zu diesem Zweck muß nämlich der Arbeitsarm im Innern des abgeschlossenen Raumes in seine Einzelteile zerlegt werden, damit Stücke solcher Größe entstehen, daß ein Transport durch den Hohlraum des Verbindungsstückes bzw. dessen Führung in der Wand möglich ist. Dazu muß man sich jedoch weiterer Handhabungsgeräte bedienen, die dabei Beanspruchungen ausgesetzt werden, für die sie nicht gebaut sind, so daß die Gefahr einer Beschädigung auch dieser Handhabungsgeräte recht groß wird.

In dieser Hinsicht günstigere Eigenschaften weisen die in den deutschen Patentschriften 1129 670 und 1154 249 beschriebenen Handhabungsgeräte auf, deren Arbeitsarme so mit dem die Schutzwand durchquerenden Verbindungsstück gekoppelt sind, daß sie eine Schwenkbewegung aus der durch das Verbindungsstück und den Bedienungsarm definierten

809 588/73

3 4

Ebene heraus ausführen können. Der Nachteil dieser F i g. 4 einen Schnitt längs der Schnittlinie c-c in

bekannten Handhabungsgeräte liegt jedoch darin, daß F i g. 3,

die Arbeitsarme bei ihrem normalen Einsatz im F i g. 5 einen Schnitt längs der Schnittlinie d-d in

Innern des abgeschlossenen Raumes Schwenk- F i g. 4.

bewegungen um das Ende des Verbindungsstückes 5 Ein mechanisches Handhabungsgerät gemäß der ausführen, so daß zu ihrer Betätigung komplizierte Erfindung, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, dient dem Gestänge vorhanden sein müssen und außerdem er- Ziel, durch eine dichte Schutzwand 2 hindurch die hebliche Steuerkräfte aufzuwenden sind, da die für Bewegungen eines außerhalb liegenden Bedienungsden Angriff dieser Kräfte über die Gestänge zur Ver- armes mit einem Steuerhandgriff 4, einem Unterarm 6 fügung stehenden Hebelarme sehr kurz sind, während io und einem Oberarm 8, auf einen innerhalb der die Enden des Arbeitsarmes, an denen die Arbeits- Schutzwand 2 befindlichen Arbeitsarm zu übertragen, kräfte angreifen, einen erheblichen Abstand vom der eine Greifzange 10, einen Unterarm 12 und einen Schwenkpunkt aufweisen. Oberarm 14 aufweist. Beiderseits der Schutzwand 2 Ausgehend von diesem bekannten Stand der Tech- sind feste Muffen 16 angeordnet, durch die ein Vernik, liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, 15 bindungsstück mit einem abgedichteten Rohr 18 hinein Handhabungsgerät anzugeben, bei dem sowohl durchführt, innerhalb dessen mehrere weitere koaxiale der Bedienungsarm als auch der Arbeitsarm in ihrer Rohre angeordnet sind, von denen jedes eine der Be-Normalstellung eine für die Bewegungsübertragung wegungen des Bedienungsarmes auf den Arbeitsarm vorteilhafte und hinsichtlich der aufzuwendenden überträgt. Die Steuerbewegungen des gesamten Be-Steuerkräfte günstige, senkrechte Ausrichtung zu der 20 dienungsarmes werden auf unterschiedliche koaxiale Achse des gemeinsamen Verbindungsstückes auf- Rohre über Sätze von Rollen oder Seilscheiben 20 weisen, bei dem aber die Möglichkeit gegeben ist, das und Zugorgane, insbesondere Seile 22, übertragen; Handhabungsgerät als Ganzes aus dem abgeschlosse- eine gleiche Übertragungsanordnung kann auch auf nen Raum herauszuziehen, ohne daß dazu besondere der Seite des Arbeitsarmes durch Rollen oder Seil-Arbeiten mit Spezialwerkzeugen erforderlich sind. 25 scheiben 24, und Zugorgane oder Seile 26, vorgesehen

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge- sein.

löst, daß der Arbeitsarm über eine Gabelhalterung Weiterhin besteht der Oberarm 8 des Bedienungsum eine senkrecht sowohl zur Achse seines Ober- armes aus einem Gelenkparallelogramm, das mit einer armes als auch zu der des Verbindungsstückes ver- seiner Seiten 28 die Schwenkbewegungen des Unterlaufende, gegenüber dem Oberarm feste Achse 30 armes 6 in der Ebene des Gelenkparallelogramms schwenkbar mit dem Verbindungsstück verbunden . nachbildet und dessen Bewegungen unmittelbar über ist, so daß der Arbeitsarm mit seiner Achse in die eines der koaxialen Rohre in dem abgedichteten Rohr Verlängerung der Achse des Verbindungsstückes ge- 18, das fest mit dieser Parallelogrammseite 28 verschwenkt werden kann, bunden ist, auf den Oberarm 14 des Arbeitsarmes

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Hand- 35 übertragen werden. Es wäre ohne weiteres möglich, habungsgerät läßt sich der Arbeitsarm also zu einer auf der Seite des Arbeitsarmes ein dem Gelenkgeraden Verlängerung des Verbindungsstückes aus- parallelogramm des Oberarmes 8 des Bedienungsrichten und mit diesem durch die öffnungen der armes gleiches oder geometrisch ähnliches Parallelo-Schutzwand aus dem abgeschlossenen Raum ent- gramm als Oberarm 14 anzuordnen,
fernen, ohne daß Sonderarbeiten notwendig werden. 40 Wenn sich jedoch auf der Seite des Arbeitsarmes Dabei besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Er- eine Störung einstellt, die das Herausziehen des gefindung darin, daß an der Gabelhalterung eine lös- samten Arbeitsarmes durch die Schutzwand 2 bebare Verriegelung angeordnet ist, die den Arbeitsarm dingt, muß man bei einem derartigen Oberarm mit in seiner zu der Achse des Verbindungsstückes senk- Gelenkparallelogramm zunächst lange und aufwenrechten Arbeitsebene sichert und damit die Gewähr 45 dige Abbauarbeiten innerhalb des durch die Schutzdafür gibt, daß der Arbeitsarm ungeachtet seiner wand 2 abgeschirmten Arbeitsraumes durchführen, Verschwenkbarkeit gegenüber dem Verbindungsstück die das Eingreifen weiterer Manipulatoren bedingen, im normalen Betrieb die hinsichtlich des Aufwandes die bei dieser ungewöhnlichen Beanspruchung gleichan Steuerkräften bevorzugte, zu dem Verbindungs- falls ihrerseits zu Schaden kommen können,
stück senkrechte Richtung beibehält. Außerdem ist es 50 Deshalb soll die Gelenkparallelogrammbauweise gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung hn Arbeitsarm durch einen Oberarm 14 ersetzt wervon Vorteil, die Teile des Arbeitsarmes so aneinander den, der sämtliche Wirkungsweisen und Ausnutzungsanzulenken, daß sie sich auf eine gemeinsame Gerade möglichkeiten eines Gelenkparallelogramms beiausrichten lassen, wodurch man dem gesamten behält, der jedoch nötigenfalls, wenn er um eine senk-Arbeitsarm eine gestreckte Stellung zu geben vermag, 55 _recht zu dem Rohr 18 angeordnete, dem Oberarm 14 die seinen Ausbau aus der Schutzwand weiter er- gegenüber feste Achse 30 geschwenkt wird, in die leichtert. Verlängerung des Rohres 18 eingestellt werden kann,

Zur Erläuterung der Erfindung wird ein Ausfüh- so daß es möglich ist, unter Ausnutzung eines am

rungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung ver- Arbeitsarm vorgesehenen Ellenbogengelenkes 32 den

anschaulicht ist. Es zeigt 60 gesamten Arbeitsarm in dem Rohr 18 durch die

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung eines erfin- Schutzwand 2 hindurch herauszuziehen. Der Oberarm

dungsgemäß ausgebildeten mechanischen Hand- 14 des Arbeitsarmes kann in seiner normalen Arbeits-

habungsgerätes, stellung derart verriegelt werden, daß er bei Benut-

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Verbindungs- zung stets senkrecht zur Achse des Rohres 18 liegt;

stück dieses Handhabungsgerätes längs der Schnitt- 65 die Schwenkung um die rohrfeste Achse 30 wird nur

linie a-a in F i g. 3, im Fall der Beseitigung einer Störung benutzt. In

F i g. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie b-b in Abwandlung davon besteht aber auch die Möglich-

F i g. 2, keit, eine Verschwenkung des Oberarmes 14 um die

Achse 30 von der Seite des Bedienungsarmes aus zu steuern und so dem Arbeitsarm einen weiteren Freiheitsgrad der Bewegung zu geben.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 2, 3, 4 und 5 werden Einzelheiten der Ausführung des Handhabungsgerätes beschrieben, die es möglich machen, eine Gelenkparallelogrammbauweise am Arbeitsarm durch einen einfachen Oberarm 14 zu ersetzen.

In der F i g. 2 ist die Schutzwand 2 und die eine Muffe 16 dargestellt, durch die das Rohr 18 abgedichtet hindurchgeführt und in der es in Kugellagern 34 und 36 drehbar gelagert ist. In dem äußeren Rohr 18 und koaxial dazu sind Übertragungsrohre 40, 42 und

43 angeordnet, von denen jedes eine spezielle Bewegung von dem Bedienungsarm auf den Arbeitsarm überträgt. An dem Rohr 40 ist eine Gabelhalterung

44 befestigt, welche als Schulter eine Schwenkachse 46 enthält, die senkrecht zur gemeinsamen Achse der Rohre 18, 40, 42, 43 in der Schutzwand 2 liegt und der Achse 30 nach Fig. 1 entspricht. An der Schwenkachse 46 ist eine Halterung 48 des Oberarmes 14 des Arbeitsarmes angelenkt, in der Rollen oder Seilräder 50 auf einer gemeinsamen Achse 52 sitzen, von denen jede Rolle bzw. jedes Seilrad 50 fest mit einem der Übertragungsrohre 42, 43 in der Schutzwand 2 verbunden ist; die Rollen 50 führen Ubertragungsseile zur Übertragung der Bewegungen an den Arbeitsarm. Außerdem überträgt das fest mit dem Oberarm 8 des Bedienungsarmes verbundene Rohr 42 seine Drehbewegung auf ein Kettenrad 54, das ebenfalls in der Halterung 48 angeordnet ist und über das eine Kette 56 läuft. Die Gabelhalterung 44 ist drehfest mit dem Rohr 40 verbunden, das in dem Rohr 18 durch entsprechende Betätigung mittels des Bedienungsarmes um seine Längsachse gedreht werden kann.

In der F i g. 3 ist ein Längsschnitt nach der Linie b-b von F i g. 2 dargestellt, wobei eine Verriegelungsvorrichtung in Form einer Schraube 58 für die Halterung 48 in der Gabelhalterung 44 sichtbar ist. Diese Verriegelung kann benutzt werden, um den Oberarm 14 des Arbeitsarmes während des Arbeitens mit dem Handhabungsgerät stets senkrecht zur Achse des Rohres 18 zu halten. Es ist ferner eine Stange 62 eingezeichnet, die über einen geriffelten Handknopf 64 betätigt werden kann und die es nach dem Lösen der Verriegelung 58 gestattet, den Oberarm 14 in die Verlängerung des Übertragungsrohres 40 zu schwenken, wozu noch eine Kuppelstange 66 vorgesehen ist, die in einem Lager 68 an die Stange 62 und im Lager 70 an die Halterung 48 angelenkt ist. Eine andere Sperrvorrichtung 72, die auf einen Zapfen 74 wirkt, gestattet es, jeweils nach Wunsch die Gabelhalterung 44 und das Rohr 18 drehfest miteinander zu kuppeln oder voneinander zu lösen.

In der F i g. 4 ist der gesamte Oberarm 14 des Arbeitsarmes dargestellt, der die mit Lagerstellen 76 für die Schwenkachse 46 der Gabelhalterung 44 versehene Halterung 48, ein zylindrisches Rohr 60 und schließlich eine Gabelhalterung 78 aufweist, die als Gelenkhalterung für den Unterarm 12 des Arbeitsarmes dient. Im Innern der Halterung 48 befindet sich das gezahnte Kettenrad 54, über das die Kette 56 läuft. Diese Kette 56 ist mit einer zweiten Kette 80 verbunden, die über ein fest mit einer Unterarmhülse verbundenes Kettenrad 82 läuft und mit der Kette über zwei Spanner 84 und 86 verbunden ist, die es gestatten, die Spannung der die beiden Kettenräder 54 und 82 kuppelnden Ketten 56, 80 einzustellen. Diese Kettenverbindung oder -kupplung macht es möglich, den Unterarm 12 des Arbeitsarmes konstant parallel zu dem Unterarm 6 des Bedienungsarmes zu halten, wobei die Bewegungsübertragung über das Übertragungsrohr 42 erfolgt, mit dem das Kettenrad 54 starr verbunden ist. Die Seile für die Übertragung der weiteren Bewegungen des Arbeitsarmes, die über die Rollen 50 (F i g. 2) laufen, gehen dann über Rollen 88, 90, 92, 94, 96, 98, die von der Unterarmhülse 110 getragen werden, dann durch den Innenraum des Unterarmes 12, um die Bewegungen des Anhebens, Drehens und Spannens der Greifzange 10 durchzuführen; sie führen ferner über eine Doppelnutrolle 100, um die Drehung des Unterarmes 12 zu bewirken. In der F i g. 5 sieht man, daß der Unterarm 12 des Arbeitsarmes über Kugellager 106 und 108 in seiner Unterarmhülse 110 drehbar gelagert ist, die ihrerseits in der Gabelhalterung 78 um Schwenkzapfen 112 geschwenkt werden kann.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mechanisches Handhabungsgerät mit einem aus mehreren unabhängig voneinander betätigbaren Teilen bestehenden Arbeitsarm, einem Bedienungsarm und einem aus mehreren ineinandergeführten, gegeneinander verdrehbaren, koaxialen Rohren bestehenden, senkrecht zu den Armen verlaufenden, eine zwischen den Armen und in einer zu diesen parallelen Ebene liegende Schutzwand abgedichtet durchquerenden Verbindungsstück, dadurchgekennzeichnet, daß der Arbeitsarm (10,12,14) über eine Gabelhalterung (44) um eine senkrecht sowohl zur Achse seines Oberarmes (14) als auch zu der des Verbindungsstücks (18, 40, 42, 43) verlaufende, gegenüber dem Oberarm (14) feste Achse (30, 46) schwenkbar mit dem Verbindungsstück (18, 40, 42, 43) verbunden ist, so daß der Arbeitsarm (10,12,14) mit seiner Achse in die Verlängerung der Achse des Verbindungsstückes (18, 40, 42, 43) geschwenkt werden kann.

2. Mechanisches Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gabelhalterung (44) eine lösbare Verriegelung (Schraube 58) angeordnet ist, die den Arbeitsarm (10,12,14) in seiner zu der Achse des Verbindungsstückes (18, 40, 42, 43) senkrechten Arbeitsebene sichert.

3. Mechanisches Handhabungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (10,12,14) des Arbeitsarmes so aneinander angelenkt sind, daß sie sich auf eine gemeinsame Gerade ausrichten lassen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1 129 670, 1 154 249; französische Patentschrift Nr. 1 257 821.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

809 588/73 7.68 © Bundesdruckerei Berlin